Marcel Suri
Apr 29, 2025
V moderných solárnych projektoch dominujú dvojfázové fotovoltaické (FV) moduly, pretože sú účinnejšie, zachytávajú slnečné svetlo na oboch stranách článkov a vyrábajú viac energie ako jednofázové FV moduly. Podľa najnovšej výskumnej štúdie má celosvetový trh s bifaciálnymi solárnymi modulmi v súčasnosti hodnotu takmer 100 miliárd USD a predpokladá sa, že od roku 2023 do roku 2028 vzrastie o 12,7 %.
Prechod na bifaciálnu fotovoltiku si však vyžaduje iný prístup k hodnoteniu uskutočniteľnosti v porovnaní s tradičnou monofaciálnou technológiou. Vývojári musia pracovať s presnejšími a podrobnejšími súbormi údajov vrátane slnečného žiarenia a albedo zemského povrchu, aby lepšie pochopili interakciu odrazeného slnečného žiarenia s bifaciálnymi modulmi a zabezpečili spoľahlivé hodnotenie výkonnosti.
Diskusia o schopnosti súčasného softvéru na simuláciu fotovoltických panelov presne simulovať elektrický výkon bifaciálnych fotovoltických modulov ponecháva viac otázok ako odpovedí.
Pri modelovaní slnečného žiarenia používa väčšina priemyselne používaných nástrojov na simuláciu FV zjednodušený model faktora pohľadu. Simulácia pomocou faktora pohľadu, založená na izotropnom modeli oblohy, je rýchla a jednoduchá metóda pre monofaciálne FV systémy, ale menej presná pri odhadoch slnečného žiarenia na zadnej strane, keď sa použije na bifaciálne moduly.
Izotropný model oblohy je zjednodušený prístup, ktorý predpokladá, že intenzita rozptýleného žiarenia oblohy je rovnomerná v celej kupole oblohy, pričom ignoruje dynamickú povahu odrazov a zložitosť okolitých povrchov. Toto zjednodušenie znamená, že model faktora viditeľnosti nezohľadňuje rozdiely v odrazoch a tienení od blízkych objektov, ako sú fotovoltické moduly, konštrukcie, stromy, budovy a predmety.
Model faktora pohľadu je užitočný na rýchle simulácie vo fáze pred realizáciou projektu, ale je menej vhodný na podrobnejšie analýzy a úplné hodnotenie projektu. Často poskytuje nepresné predpovede energetických výnosov, čo môže viesť k neoptimálnym návrhom systémov a môže negatívne ovplyvniť finančnú životaschopnosť bifaciálnych fotovoltických projektov.
Čím dlhšie tieto obmedzenia pretrvávajú, tým väčšie je finančné riziko pre vývojárov aj investorov. Vzhľadom na to, že bifaciálne systémy sa v priemysle stávajú bežnou záležitosťou, je naliehavo potrebné zaviesť pokročilejšie simulačné techniky, ktoré by ponúkali väčšiu presnosť.
Technológia spätného sledovania lúčov a anizotropný model oblohy riešia obmedzenia zjednodušeného modelu faktora pohľadu. Na rozdiel od izotropného modelu oblohy (používaného v modeli faktora pohľadu), ktorý predpokladá rovnomerné difúzne žiarenie, anizotropný model oblohy zachytáva zložitosť odrazeného žiarenia tým, že berie do úvahy dynamické správanie kupoly oblohy a okolitých objektov.
Metóda sledovania lúčov poskytuje podrobnú a realistickú simuláciu interakcie odrazeného svetla s bifaciálnymi fotovoltaickými modulmi, pričom zohľadňuje vplyv okolitých objektov, ako je povrch zeme, zadná strana modulov, sledovacie zariadenia, konštrukcie a blízke objekty, čím poskytuje presnejšie odhady energetických výnosov.
Vďaka zohľadneniu reálnych premenných ponúkajú modely sledovania lúčov a anizotropné modely spoľahlivejšie simulácie energetických výnosov, ktoré zohľadňujú ožiarenie prednej aj zadnej strany.
Solargis Evaluate je prvým riešením na trhu pre simuláciu fotovoltických elektrární, ktoré využíva technológiu sledovania lúčov a anizotropný model oblohy na poskytovanie odhadov energetických výnosov s vysokým rozlíšením.
Zohľadňuje všetky druhy zatienenia definované údajmi o horizonte v dátovom modeli Solargis aj zatienením objektov prítomných vo fyzickom modeli sveta. Presná dráha slnečného svetla sa simuluje sledovaním jednotlivých lúčov medzi oblohou a povrchom solárnych článkov pri ich prechode 3D prostredím.
simulácia založená na 3D sledovaní lúčov umožňuje softvéru počítať pre kopcovité terény a dvojstranné panely bez obmedzenia. Zatiaľ čo faktor zobrazenia ponúka rýchly výpočet, sledovanie lúčov poskytuje presnejšie výsledky, ktoré sú náročné na výpočty, pretože si vyžadujú podrobné geometrické informácie o scéne a presné výpočty pre každý lúč, čím sú simulácie náročnejšie na zdroje.
Solargis Evaluate 2.0 posúva presnosť bifaciálnych simulácií na vyššiu úroveň tým, že používa hodnoty albedo špecifické pre danú lokalitu, ako aj časové rady údajov o slnečnom žiarení, ktoré sa zobrazujú v čiastkových hodinách. Tento prístup umožňuje zachytiť krátkodobé zmeny žiarenia na prednej aj zadnej strane počas dňa. Cloud computing ponúka jedinečnú možnosť rozšírenia, ktorá poskytuje oveľa jemnejší obraz o energetických výnosoch celého fotovoltického energetického systému.
Vďaka novému softvéru Evaluate sa solárny priemysel posúva smerom k presnejším a spoľahlivejším simuláciám fotovoltických systémov , čím sa stanovuje nové meradlo pre hodnotenie fotovoltických systémov. Zvýšená presnosť je rozhodujúca pre zabezpečenie toho, aby dvojfázové systémy spĺňali výkonnostné očakávania a prinášali finančné výnosy.
